時計について学ぼう
1. はじめに
キッズタイムへ来てくれてどうもありがとう。
「時を知る知恵」は、もう見てくれたかな？
ここでは現代の時計について学びます。
時計は精密に加工されたとても多くの部品でできています。また、最新の科学技術を利用して高い精度を実現したり、便利な機能を実現しているものもあります。
「時計の中はどのようになっているのか」、「時計はどのような仕組みで動いているのか」など、興味深い最新の技術についてみなさんと一緒に勉強していきたいと思います。
これから少しずつ順番に話を進めていきますから楽しみにしていてくださいね。
それでは時計の中にいっしょに行ってみましょう。
2. 機械式時計のしくみ
時計の中身ってどうなっているんだろう？
機械式時計がどうやって動くのかのぞいてみよう！
機械式時計の中身
振り子の等時性
同じ長さの振り子であれば、おもりの重さや振れる幅に関係なく、同じ時間で振れます。てんぷは振り子の役目" "をしていて、1秒を正確に刻むもとになっています。
振り子の役割をする「てんぷ」
てんぷはてん輪とひげぜんまいでできている部分です。時間を正確に刻むために重要な役割をしています。中に入っているひげぜんまいがのびたりちぢんだりして、てんぷが規則正しく左右に振動します。
時間の信号に変換
てんぷが一定のリズムで動いているので、アンクルの左右についているツメの部分で、がんぎ車というギザギザの歯車を止めたり動かしたりします。
動力源
ぜんまいといわれるうずまき状の長いバネがエネルギー源となって動いています。
りゅうずの部分を手で回すことで、ぜんまいが巻かれます。巻きあがったぜんまいが元に戻ろうとする力を使って時計を動かしています。ぜんまいは、弾力性のある鋼または特しゅ合金で作られています。
実際の時計の中はこんなに複雑
3. クオーツ時計のしくみ
時計の中身ってどうなっているんだろう？
クオーツ時計がどうやって動くのかのぞいてみよう！
クオーツ時計の中身
振り子の役割をする「水晶」
クオーツは、水晶を使って時間を計ります。水晶振動子と呼ばれるU字形の水晶に電気を通すと水晶が振動し、1秒の間に数万〜数百万回振動します。この動きが振り子のかわりとなっているのです。
時間の信号に時間の信号に変換
水晶の振動は多すぎてそのままでは使うことができないため、IC部分が水晶で作られた振動を計算して、1秒間に1回の正確な電気信号に作りかえています。この信号はステップモーターに送られ、1秒間に1回だけ歯車がまわります。
動力源
電池をエネルギー源として動きます。
機械式時計のぜんまいにあたる部分です。電池をエネルギー源とするので、電池が切れても交換すればまた動き出します。